第2章-第1节-第2课时-键参数-键能、键长与键角(讲义)

第二章分子结构与性质第一节共价键第2课时键参数——键能、键长与键角学习导航1.了解共价键键参数的含义，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响，探析微观结构对宏观性质的影响。教学过程一、键能1．概念气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。它通常是298.15K、100kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1。2．应用(1)判断共价键的稳定性原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，释放能量越多，所形成的共价键键能越大，共价键越稳定。(2)判断分子的稳定性一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定。(3)利用键能计算反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能二、键长和键角1．键长(1)概念：构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，反之亦然。2．键角(1)概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。(2)应用：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角影响着共价分子的空间结构。(3)试根据空间结构填写下列分子的键角分子的空间结构键角实例正四面体形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3等三角锥形107°NH3V形(角形)105°H2O直线形180°CO2、CS2、CH≡CH(4)部分键角图解【归纳总结】(1)键长与分子空间结构的关系：键长是影响分子空间结构的因素之一。如CH4分子的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体而不是正四面体，原因是C—H和C—Cl的键长不相等。(2)定性判断键长的方法①根据原子半径进行判断。在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。②根据共用电子对数判断。就相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子形成双键或者三键时，由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，键长变短，故单键键长＞双键键长＞三键键长。课时训练1．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是A．键角是描述分子立体结构的重要参数 B．键长是形成共价键的两原子间的核间距C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定 D．键角的大小与键长、键能的大小无关2．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是A．、、分子中的键角依次增大B．HF、、分子中的键长依次增长C．、、分子中的键能依次减小D．分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高3．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是A．键角是描述分子立体结构的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键长越长，键能越大，共价键越稳定D．键角的大小与键能的大小无关4．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．因为键的键能小于键的键能，所以、与反应的能力逐渐减弱C．水分子可表示为，分子中的键角为180°D．键的键能为，即完全分解成和时，消耗的能量为5．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是A．在分子中，两个成键原子间的距离叫做键长B．型分子的键角均为180°C．C—C键的键能为347.7，但C=C键的键能小于D．H—Cl键的键能为431.8，故HCl分解成1mol和1mol时，消耗的能量为863.6kJ6．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是A．键角是确定分子立体结构(分子形状)的重要参数B．通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小C．键长越长，键能必越小，共价化合物必越稳定D．同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循：叁键＜双键＜单键7．下列有关共价键键参数的的比较中，不正确的是A．键能：C—N<C=N<C≡NB．键长：I—I>Br—Br>Cl—ClC．分子中的键角：H2O>NH3D．乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键8．下列有关共价键和键参数的说法不正确的是A．1个乙烯()分子中含有5个键和1个键B．C—H键比Si—H键的键长更短，故比更稳定C．、、三种分子的键角依次增大D．碳碳双键比碳碳单键的键能更大，故碳碳双键更稳定9．用“>”或“<”填空：（1）键长：N-N_____N=N（2）键能：2E(C-C)_____E(C=C)（3）键角：CO2_____SO2;（4）键的极性：C-H_____N-H。10．I．用“>”或“<”填空：（1）键长：N-N_____N=N（2）键能：2E(C-C)_____E(C=C)（3）键角：CO2_____SO2;（4）键的极性：C-H_____N-H。II．指出下列原子的杂化轨道类型及分子的空间构型。(1)CO2中的C________杂化，空间构型________；(2)SiF4中的Si________杂化，空间构型________；(3)PH3中的P________杂化，空间构型________；(4)NO2ˉ中的N________杂化，空间构型________。答案解析1．C【详解】C、键长越长，作用力越松，键能越小，化合物越不稳定，故错。故选C。2．D【详解】A．三者的键角分别为、120°、180°，依次增大，A项正确。B．因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故三者与H形成共价键的键长依次增长，B项正确。C．O、S、Se的原子半径依次增大，故三者与H形成共价键的键长依次增长，键能依次减小，C项正确。D．分子的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，D项错误。故选：D。3．C【详解】A．键长和键角常被用来描述分子的空间构型，键角是描述分子立体结构的重要参数，故A正确；B．形成共价键的两原子半径之和越小共用电子对数越多则共价键越牢固，键长越短，故B正确；C．键能越大，键长越短，共价化合物越稳定，故C错误；D．键角是分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角，与其分子结构有关，与键长键能无关，故D正确。答案选C。4．A【详解】A．键角是描述分子空间结构的重要参数，A正确；B．键、键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，、与反应的能力逐渐增强，B错误；C．水分子呈V形，键角为104.5°，C错误；D．键的键能为，指的是断开键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为，即中含键，断开时需吸收的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成和时，还会释放出一部分能量，D错误；故选A。5．C【详解】A．键长是指两个原子核间的平均间距，故A错误；B．型分子可能是直线型如二氧化碳，键角为，也可能使V型，如OF2，键角约为104°，故B错误；C．C—C键为键，C=C中有一个是键、一个π键，π键键能小于键能，故C=C键的键能小于，故C正确；D．H—Cl键的键能为431.8，2molHCl分解成2mol和2mol时，消耗的能量为863.6kJ，故D错误；故选：C。6．C【详解】试题分析：A．键角和键长都是确定多分子立体结构(分子形状)的重要参数，正确；B．化学反应中的能量变化就是断裂反应物的化学键与形成生成物的化学键释放的键能的差值，因此通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小，正确；C．键长越短，键能越大，共价化合物越稳定，错误；D．同种原子间形成的共价键数目越多，结合的就越牢固，键长长短总是遵循：叁键＜双键＜单键，正确。考点：考查键长、键能和键角与物质结构的关系的知识。7．C【详解】A．键能：单键双键三键，键能：C—NC=NCN，A项正确；B．同一主族元素，从上到下，原子半径增大，原子半径：IBrCl，键长：I—IBr—BrCl—Cl，B项正确；C．H2O分子中O和NH3中N都采取不等性sp3杂化，H2O分子中O上有两对孤电子对，NH3分子中N上只有一对孤电子对，且电子对之间斥力大小顺序如下：孤电子对－孤电子对>孤电子对－成键电子对>成键电子对－成键电子对，分子中的键角：H2ONH3，H2O分子中键角为105º，NH3分子中键角为107º，C项错误；D．σ键为“头碰头”重叠形成，强度大，π键为“肩并肩”重叠形成，强度小，乙烯分子中碳碳键的键能：σ键π键，D项正确；答案选C。8．D【详解】A．1个乙烯分子中含有4个C—H键和1个碳碳双键，单键是键，双键中有1个键和1个键，则分子中含有5个键和1个键，故A正确；B．非金属原子间形成共价键的键长越短，共价键越强，分子越稳定，C—H键比Si—H键的键长短，则C—H键比Si—H键的键能大，故比更稳定，故B正确；C．是V形结构，键角为105°，是正四面体形结构，键角为，是直线形结构，键角为180°，三种分子的键角依次增大，故C正确；D．碳碳双键比碳碳单键的键能大，但碳碳双键中含有1个键和1个键，碳碳单键只含有1个键，碳碳双键中的键易断裂，所以碳碳单键更稳定，故D错误；故选D。9．>>><【解析】(1)键长越短，键能越大，双键的键能大于单键，则双键的键长小于单键，即N-N＞N=N，故答案为：＞；(2)键长越短，键能越大，双键的键能大于单键但小于单键键能的2倍，即2E(C-C)＞E(C=C)，故答案为：＞；(3)二氧化碳为直线结构，键角为180°，二氧化硫为V形结构，键角：CO2＞SO2，故答案为：＞；(4)非金属性N＞C，则键的极性：C-H＜N-H，故答案为：＜。点睛：本题考查了共价键的键参数，要注意键参数与键的极性和分子的稳定性的关系，键长越短，键能越大；非金属性越强，键的极性越强。10．>>><sp直线形sp3正四面体形sp3三角锥形sp2V形【详解】I.（1）键长越短，键能越大，双键的键能大于单键，则双键的键长小于单键，即N－N>N=N；（2）键长越短，键能越大，双键的键能大于单键，但小于单键键能的2倍，即2E(C－C)>E(C=C)；（3）CO2空间构型为直线型，键角为180°，SO2为V形结构，因此键角：CO2>SO2；（4）非金属性N>C，则键的极性：C－